JP2005519680A - Blood pressure control technology - Google Patents

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    • A61N1/36117Cardiac control, e.g. by vagal stimulation for treating hypertension

Abstract

インプラント可能な装置(20)の、全身血圧を調節するための頚動脈洞の圧反射の使用。 Implantable devices (20), using the baroreflex carotid sinus for adjusting the systemic blood pressure. 当該インプラントはサンプリング電極及びパルス刺激電極(44)を含み、これらは好ましくは頚動脈洞圧受容器の近位及び遠位の、舌咽神経の頚動脈神経の分岐上に置かれる。 The implant comprises a sampling electrode and pulse stimulation electrode (44), these are preferably of the proximal and distal carotid sinus baroreceptors, placed on branches of the carotid nerve glossopharyngeal nerve. 当該刺激装置は外部制御装置を有し、これが適切な動作パラメーターを決定し、且つ当該装置のデータバンクからテレメトリー情報を検索するために当該装置と通信する。 The stimulator includes an external control device, which determines the appropriate operating parameters, and to communicate with the device in order to find the telemetry information from the data bank of the device. 典型的に2つの内部装置が、患者の首の各側に1つインプラントされる。 Typically two internal devices, is one implant on either side of the patient's neck.

Description

1. 1. 本発明の分野 本発明は、高血圧の処置のための医療装置に関する。 Field of the Invention The present invention relates to medical devices for the treatment of hypertension. 更に具体的には、本発明は、全身血圧を調節するために頚動脈の圧反射を使用するインプラントに関する。 More specifically, the present invention relates to an implant for use baroreflex carotid in order to adjust the systemic blood pressure.

2. 2. 関連技術の説明血圧の心臓血管制御 ヒトの生理学において、複数の負のフィードバックシステムが、心拍、一回拍出量、全身血管抵抗及び血液容量を調整することによって血圧を調節する。 In physiology cardiovascular control human description blood pressure related art, a plurality of negative feedback system, heart, to regulate blood pressure by adjusting the stroke volume, systemic vascular resistance and blood volume. その幾つかは、血圧の迅速な調整が、突然の変化、例えば立ち上がる際の脳血圧に即応するのを可能にする。 Some of rapid adjustment of blood pressure, sudden changes, allowing for quick response to brain blood pressure when standing up, for example. 他のものは、よりゆっくりと働いて血圧の長期の制御を提供する。 Others provide long-term control of blood pressure works more slowly. 血圧が一定であったとしても、血流の分布を変化させる必要があることもあり、これは主に細動脈の直径を変化させることによって達成される。 Even blood pressure was constant, also might be necessary to change the distribution of blood flow, this is achieved by mainly changing the diameter of the arterioles.

脳幹の髄質内に散乱しているニューロン群は、心拍、心室の収縮性、及び血管の直径を制御する。 Neuron population which is scattered in the medulla of the brain stem, which controls heart rate, ventricular contractility, and the diameter of the vessel. 概して、この領域は心臓血管中枢として知られており、これは、心臓刺激中枢及び心臓阻害中枢の両方を含む。 Generally, this region is known as cardiovascular center, which includes both cardiac stimulation central and cardiac inhibition central. 心臓血管中枢は血管運動神経中枢を含み、これは、血管の直径に影響を及ぼす血管収縮及び血管拡張を含む。 Cardiovascular center includes a vasomotor center, this includes influences the diameter of the vessel vasoconstriction and vasodilation. これらのニューロン群は互いに通信し、一緒に機能し、そして解剖学的には明確に分けられてないので、それらは通常一群として受け止められている。 These groups of neurons to communicate with each other, work together, and since the anatomically not been clearly divided, they are perceived as a normal group.

心臓血管中枢は、高次脳領域及び感覚受容器の両方からの入力を受け取る。 Cardiovascular center receives input from both the higher brain regions and sensory receptors. 神経インパルスは、大脳皮質、辺縁系及び視床下部を含む高次機能領域から伝わって、心臓血管中枢に影響を及ぼす。 Nerve impulses, cerebral cortex, and transmitted from the high order function area including the limbic and hypothalamic affect the cardiovascular center. 心臓血管中枢に入力を伝える2つの主な感覚受容器の型は、圧受容器及び化学受容器である。 Type two main sensory receptors convey input cardiovascular center is a baroreceptor and chemoreceptors. 圧受容器は、血管壁及び心房壁の伸縮を監視する重要な圧力感受性感覚ニューロンである。 Baroreceptors is an important pressure-sensitive sensory neurons to monitor the expansion and contraction of the vessel wall and atrial wall. 化学受容器は、血液の酸性度、二酸化炭素レベル及び酸素レベルを監視する。 Chemoreceptors is, the acidity of the blood, to monitor carbon dioxide levels and oxygen levels.

心臓血管中枢からの入力は、自律神経系の交感神経線維及び副交感神経線維に沿って流れる。 Input from cardiovascular center flows along the sympathetic fibers and parasympathetic fibers of the autonomic nervous system. 心臓の交感神経の刺激は、心拍及び心収縮性を増大させる。 Stimulation of sympathetic cardiac increases the heart rate and cardiac contractility. 交感神経のインパルスは、心臓の促進神経を経由して心臓に達する。 Impulse of sympathetic, reaches the heart via the promotion nerves of the heart. 迷走神経に沿って運ばれる副交感神経の刺激は、心拍を低下させる。 Stimulation of parasympathetic carried along the vagus nerve reduces heart rate. 心臓血管中枢はまた、血管運動神経と称される交感神経線維を介して、血管壁内の平滑筋にインパルスを送る。 Cardiovascular center also via the called sympathetic fibers and vasomotor sends impulses to smooth muscles of the vessel wall. このように、心臓の自律神経による調節は、対立する交感神経作用(刺激性)と副交感神経作用(阻害性)の結果である。 Thus, regulation by the autonomic nervous heart is the result of sympathomimetic opposed (stimulatory) and parasympathetic activity (inhibitory). 血管の自律神経による調節は、反対に、自律神経系の交感神経系(sympathetic division)によって独占的に媒介される。 Regulation by autonomic vessels, on the contrary, is exclusively mediated by the autonomic nervous system sympathetic nervous system (sympathetic division).

ほとんどの小動脈及び細動脈の平滑筋において、交感神経刺激は血管収縮を引き起こし、その結果血圧を上昇させる。 In most small arteries and smooth muscle arterioles, sympathetic stimulation causes vasoconstriction and increases the resulting blood pressure. このことは、血管平滑筋におけるノルエピネフリン及びエピネフリンについてのアルファアドレナリン作用性受容体の活性化に起因する。 This is due to the activation of the alpha adrenergic receptors for norepinephrine and epinephrine in vascular smooth muscle. 骨格筋及び心臓における血管の平滑筋は、その代わりにベータアドレナリン作用性受容体を示し、そして交感神経刺激は、血管収縮ではなく血管拡張を引き起こす。 Smooth muscle of blood vessels in skeletal muscle and heart, instead showed a beta adrenergic receptor and sympathetic stimulation, cause vasodilation not the vasoconstriction. 尚、骨格筋内の血管に対する交感神経線維の幾つかはコリン作用性であり、それらはアセチルコリンを放出し、これが血管拡張を引き起こす。 Incidentally, some sympathetic fibers to the vessel in skeletal muscle are cholinergic, they will release acetylcholine, which causes vasodilation.

血圧の神経制御 圧力又は伸縮の変化に応答することができる神経細胞は、圧受容器と呼ばれている。 Neurons can respond to changes in neuronal control pressure or expansion and contraction of the blood pressure is referred to as baroreceptors. 動脈壁、血管壁、及び右心房壁の圧受容器は、血圧を監視し、そして血圧調節に寄与する複数の負のフィードバックシステムに参加する。 Baroreceptors arterial wall, the vessel wall, and the right atrial wall monitors blood pressure, and to join the multiple negative feedback system contributes to blood pressure regulation. 3つの最も重要な圧受容器の負のフィードバックシステムは、大動脈反射、頚動脈洞反射及び右心反射である。 Negative feedback system three most important baroreceptors, aortic reflection, a carotid sinus reflex and right heart reflection.

頚動脈洞反射は、脳の正常な血圧を維持するのに関連し、そして頚動脈洞壁の圧受容器によって先導される。 Carotid sinus reflex, associated to maintain normal blood pressure in the brain, and is led by baroreceptors carotid Horakabe. 頚動脈洞は、総頚動脈の分岐点のすぐ上にある内頚動脈の軽度の拡張部である。 Carotid sinus is a mild extension of the internal carotid artery just above the branch points of the common carotid artery. 血圧の任意な増大は、大動脈壁及び頚動脈壁を伸縮させ、そして当該伸縮は圧受容器を刺激する。 Any increase in blood pressure, to stretch the aortic wall and carotid wall, and the expansion and contraction to stimulate baroreceptors. 頚動脈洞の神経は、頚動脈洞の圧受容器に由来する求心性神経路であり、舌咽神経に収斂し、頚静脈孔を通過し、髄質の吻端に達し、そして心臓血管中枢へと続く。 Nerve carotid sinus is afferents path from baroreceptors carotid sinus, it converges in glossopharyngeal nerve, pass through the jugular vein hole, reaching the medulla rostral and continues to cardiovascular centers.

大動脈又は頚動脈の圧力の増大がこのように低下すると、心臓血管中枢は、心臓への迷走神経の遠心性運動神経における副交感神経放電の増大を介し、且つ心臓への心臓の促進神経における交感神経放電の低下によって応答する。 When the increase in pressure in the aorta or carotid artery decreases in this manner, the cardiovascular center is through the increase of the parasympathetic discharge in efferent motor nerve of the vagus nerve to the heart, and sympathetic discharge in promoting nerve of the heart to the heart It responds by lowering of. その結果、心拍及び心収縮力の低下が心拍出量を低下させる。 As a result, a decrease in heart rate and cardiac contractility decreases the cardiac output. 尚、心臓血管中枢は、通常血管収縮を引き起こす血管運動神経線維に沿った交感神経インパルスをあまり送らない。 Incidentally, cardiovascular central is seldom transmitted sympathetic impulses along the vasomotor nerve fibers usually cause vasoconstriction. その結果血管拡張が起こり、これが全身血管抵抗を低下させる。 Consequently vasodilation occurs, which reduces the systemic vascular resistance.

頚動脈洞の圧受容器 2つの機能的に異なる頚動脈洞の圧受容器が存在し、各タイプが血圧の制御において異なる役割を果たし得ることが証明されている。 There are baroreceptors two baroreceptor functionally distinct carotid sinus carotid sinus, it has been demonstrated that each type may play a different role in the regulation of blood pressure. 図1Aについて言及すると、これは、mmHgで測定される横座標上の頚動脈洞圧に対して、1秒あたりのパルス又はスパイクとして縦座標上に測定された圧受容器活性のプロットである。 When referring to FIG. 1A, which, relative to the carotid sinus pressure on the abscissa is measured in mmHg, it is a plot of measured baroreceptor activity on the ordinate as a pulse or spike per second.

I型の圧受容器は、非連続性双曲線の伝達曲線10を特徴とする。 Baroreceptors I type, the transfer curve 10 of the non-continuity hyperbolic characterized. 具体的には、これらの圧受容器の放電パターンは、閾値の頚動脈洞圧が達成されるまで、シグナルが産生されないというものである。 Specifically, the discharge pattern of these baroreceptors, until the threshold of the carotid sinus pressure is achieved, is that the signal is not produced. しかしながら、頚動脈洞圧が閾値に達したときには、I型圧受容器の放電は、1秒当たり約30スパイクの初期発火率で、突然開始する。 However, when the carotid sinus pressure has reached the threshold, the discharge type I baroreceptors, the initial firing rate of about 30 spikes per second, suddenly begins. 約200mmHgで飽和が起こり、ここでの発火率は1秒当たり約50スパイクで飽和する。 About 200mmHg in occurs saturated, firing rate here is saturated at about 50 spikes per second.

これらの型の圧受容器と繋がった神経線維は、大部分が太くて有髄のA型線維である。 Nerve fibers that led to these types of baroreceptors is an A-type fibers myelinated and thick largely. それらの伝動速度は速く、そしてそれらは比較的低い閾値の電流で発火し始める(すなわち、それらは高インピーダンスを有する)。 These transmission speed is fast, and they begin to ignite at relatively low threshold current (i.e., they have a high impedance).

I型圧受容器の上記特徴は、それらが動脈圧の動的な制御に関与し、血圧の突然で持続性でない変化を制御することを示唆する。 The above features of type I baroreceptors, suggests that they are involved in the dynamic control of arterial pressure, to control the changes not suddenly persistent blood pressure.

II型圧受容器は、連続の伝達曲線12を特徴とする圧力変換器である。 Type II baroreceptors is a pressure transducer, wherein a succession of transfer curve 12. 具体的には、これらの圧受容体の放電パターンは、それらが最低レベルの動脈圧であってもインパルスを伝達するというものである。 Specifically, the discharge pattern of these baroreceptors, is that they be arterial pressure minimum level conveys impulses. その結果、II型圧受容器についての閾値は規定されない。 As a result, the threshold for type II baroreceptors is not specified. 正常血圧の個体のII型圧受容器の典型的な発火率は、1秒当たり約5スパイクである。 Typical firing rate of type II baroreceptors normotensive individuals is about 5 spikes per second. 約200mmHgの頚動脈洞圧での発火率は、1秒当たり約15スパイクで飽和する。 Firing rate in carotid sinus pressure of about 200mmHg is saturated at about 15 spikes per second.

II型圧受容器とつながった神経線維は、細い、有髄のA型線維、又は無髄のC型線維のいずれかである。 Nerve fibers led type II baroreceptors, thin, is either a C-type fibers myelinated type A fiber, or non-myelinated. それらの伝導速度は遅く、そして実験的に刺激した場合、それらは、それらの比較的低いインピーダンスに起因して、比較的高い閾値の電流で発火し始める。 These conduction velocity is slow, and when stimulated experimentally, they, due to their relatively low impedance begins to ignite at a relatively high threshold current.

II型圧受容器の上記特徴は、それらが、動脈圧の持続性制御に関与し、そしてそれらが基線の血圧(すなわち拡張期の血圧)の確立における役割を果たすことを示唆する。 The characteristics of type II baroreceptors suggest they are involved in the persistence control of arterial pressure, and to play a role in the establishment of their baseline blood pressure (i.e. diastolic blood pressure).

再設定機構 再び図1Aについて言及すると、「再設定」は、圧受容器が曝露される血管内圧力の変化と同一方向の、横座標に沿った曲線10の移動を特徴とする圧受容器の応答曲線の移動として定義される。 When referring to reconfigure mechanism again Figure 1A, "re-setting", the change in the same direction of the intravascular pressure is baroreceptors is exposed, the response curve of baroreceptors characterized by movement of the curve 10 along the abscissa It is defined as the movement. 動物実験において、I型圧受容器は、II型圧受容器とは異なり、血圧の急速な変化に応答して再設定することが明らかとなった。 In animal experiments, I type baroreceptors, unlike type II baroreceptors, it became clear that to reset in response to rapid changes in blood pressure. この証拠は、2つの型の圧受容器が動脈圧の制御において異なる機能的役割を有するという表記を支持する。 This evidence, two types baroreceptors supports the notation have different functional roles in the regulation of arterial pressure. このように、右側に移動した曲線14は、動脈圧の突然の上昇から生じ得るI型圧受容器活性を表しており、ここで、対象者の基線の活性レベルを曲線10に示す。 Thus, the curve 14 has moved to the right side represents the type I baroreceptor activity that may result from a sudden rise in arterial pressure, wherein, shows the activity level of the baseline of the subject curve 10.

圧受容器活性の調節 頚動脈洞神経及び大動脈減圧神経の圧受容器の末端は、舌咽神経下神経節及び迷走神経下神経節内にあるそれらの体細胞と一緒の感覚ニューロン群の末梢終末である。 End baroreceptor regulatory carotid sinus nerve and aortic pressure reducing nerve baroreceptor activity is combined sensory neuron population in peripheral endings and their somatic cells in the under glossopharyngeal nerve ganglia and vagal nerve section. 当該末端は、頚動脈洞及び大動脈弓の外膜で主に終結する。 The ends are terminated predominantly with the outer membrane of the carotid sinus and the aortic arch. 伸縮した場合、それらは脱分極する。 If you stretch, they depolarize. 活動電位は、その結果、当該末端付近の軸索上のスパイク開始領域から引き起こされる。 Action potentials, the result is caused from spike initiation region on axons near the end. 活動電位は、中心から、髄質内の孤束核まで伝わる。 Action potential, from the center, transferred to solitary nucleus in the medulla. そこには、第二の中枢ニューロン群を有する感覚ニューロンシナプスがあり、これは、続いて心臓血管系の副交感神経及び交感神経の効果器を制御する第三の遠心性ニューロン群にインパルスを伝達する。 There, there is sensory neuron synapses having a second central neurons group, which is subsequently conveys impulses to the third efferent neurons that control effectors of parasympathetic and sympathetic cardiovascular .

頚動脈洞及び大動脈弓の血管構造は、動脈圧の変化の間に圧受容器末端の変形及びゆがみを決定する。 Vasculature carotid sinus and the aortic arch, to determine the deformation and distortion of the baroreceptor terminal during changes in arterial pressure. この理由から、大動脈の構造変化及び血管の、コンプライアンスとしても知られている膨張性の低下は、しばしば圧反射の感受性の低下及び圧受容器の再設定に関与する支配的な機構と考えられており、これらは、高血圧、アテローム性動脈硬化症、及び加齢で起こる。 For this reason, the structural change and vascular aortic, also known decrease in expansive are as compliance is often considered the dominant mechanisms involved in re-setting of the drop and baroreceptors baroreflex sensitivity these include hypertension, atherosclerosis, and occurs in aging.

圧受容器の機械電気的伝達方法は、2つの成分:(1)血管壁と神経末端との間の共役因子の粘弾性によって決定される機械的成分、及び(2)(a)圧受容器領域のニューロン膜内のチャネル又はポンプの活性化から生じるイオン性の因子であって、電流を変化させ、そして脱分極を起こして活動電位の発生をもたらすもの、及び(b)生理学的又は病理学的状態の間の神経末端に近接する組織及び細胞から放出されるパラクリン因子、に関連する機能的成分、に依存する。 Mechanical electrical communication method baroreceptors two components: (1) the mechanical components which are determined by the viscoelasticity of the coupling factor between the vessel wall and the nerve endings, and (2) (a) of the baroreceptor region It is ionic factors resulting from the activation of the channel or pumps in neuronal membranes, which results in changing the current, and generation of action potentials cause depolarization, and (b) physiological or pathological conditions functional components associated paracrine factors, to be released from the tissue and cells adjacent to nerve endings during and dependent. これらの細胞は、内皮細胞、血管筋肉細胞、単球、マクロファージ、及び血小板を含む。 These cells include endothelial cells, vascular muscle cells, monocytes, macrophages, and platelets. パラクリン因子には、プロスタサイクリン、一酸化窒素、酸素ラジカル、エンドテリン、血小板由来因子、及び他のまだ知られていない化合物が含まれる。 The paracrine factors, prostacyclin, nitric oxide, oxygen radicals, endothelin, platelet-derived factors, and other as yet unknown compounds. 1990年代に実施された広範な動物実験は、圧受容器ニューロンにおける機械電気的伝達が、伸縮活性型イオンチャネルを介して生じ、この伝達特性が前述の因子によって影響を受けるという概念を支持する。 Implemented in the 1990s the extensive animal studies, mechanical electrical transmission in baroreceptor neurons occurs through a stretch activated ion channel, the transfer characteristics support the notion that influenced by factors described above.

心臓血管求心性線維内の放電の一時的な特性に対する圧反射の依存性を示唆する証拠が存在する。 There is evidence suggesting dependence of the baroreflex for temporary characteristics of the discharge in the cardiovascular afferents. 求心性圧受容器活性と中枢ニューロン群との共役は、交感神経活性の阻害を導く。 Conjugation with afferent baroreceptor activity and central neurons group, leads to inhibition of sympathetic activity. この共役は、求心性圧受容器活性と、同時に測定された遠心性交感神経活性との関係を決定することによって試験された。 This conjugate includes a afferent baroreceptor activity was tested by determining the relationship between the efferent sympathetic activity measured simultaneously.

交感神経活性の維持された阻害は、単純には圧受容器のスパイク頻度の関数ではないが、それぞれ収縮期と拡張期の間にオンとオフの期間を有する、位相性のバーストパターンに依存する。 Inhibition maintained sympathetic activity, the simple but not the function of the spike frequency of baroreceptors, has a duration of on and off during each systole and diastole, depends on the phase of the burst pattern. 交感神経活性が阻害されないのは、非拍動性で位相性でない活性の間の、「中枢順応(central adaptation)」と考えられ得るもののためである。 The sympathetic activity is not inhibited, between the activity in non-pulsatile not phasic, because of what may be considered "central adaptation (central adaptation)". それは、現実には交感神経阻害を維持するのに重要なパルス圧力ではなく、むしろ頚動脈洞の拍動性拡張の程度及び相当する位相性の圧受容器放電の程度である。 It is in reality not a critical pulse pressure to maintain the sympathetic inhibition, the degree of phase of the baroreceptor discharge rather extent and corresponding pulsatile expansion of the carotid sinus. 慢性高血圧又はアテローム性動脈硬化症で起こり得るような、大動脈コンプライアンスの低下が、頚動脈洞の拍動性拡張の低下及び圧受容器の入力の位相性の鈍化をもたらしうることが予想される。 As may occur in chronic hypertension or atherosclerosis, decreased aortic compliance is expected that may result in blunting of the phase of the input of the reduction and baroreceptors pulsatile expansion of the carotid sinus. 中枢順応による圧反射の緩衝化能の漸進的な損失が存在する。 Progressive loss of buffering capacity of the baroreflex by central adaptation exists.

交感神経活性の反射阻害が、より低頻度の拍動圧で、且つ圧受容器活性のバーストの間(1〜2Hz)に最も顕著であることが実験的に証明された。 Reflecting inhibition of sympathetic activity, less frequently beat dynamic pressure, and to be most pronounced during the burst baroreceptor activity (1 to 2 Hz) was demonstrated experimentally. バースト又はパルス頻度が3Hzを超えた場合、単位時間あたりの合計の圧受容器スパイク頻度が高レベルを維持しているのにも関わらず、交感神経活性の重大な脱抑制があることが知られている。 If a burst or pulse frequency exceeds 3 Hz, despite the baroreceptor spike frequency of total per unit time maintains the high level, it is known that there is a significant disinhibition sympathetic activity there. このように、非常に迅速なパルスレートで、求心性−遠心性の共役の効率が低下する。 Thus, a very rapid pulse rate, afferent - efficiency of efferent conjugate is reduced.

若いビーグル犬(1歳)及び年老いた(10歳)のビーグル犬を用いて実施した研究において、頚動脈洞圧の上昇後の交感神経活性の反射阻害が若い犬で維持されたが、年老いた犬では非常に一過性であったことが明らかとなった。 In studies performed with beagle dogs young Beagle dogs (1 year old) and old (10 years old), the reflection inhibition of sympathetic activity after increasing the carotid sinus pressure is maintained in young dogs, old dogs in was found that was very transient. 圧反射阻害からの交感神経活性の「逸脱(esccape)」が、求心性圧受容器活性の増大の維持にも関わらず、年老いた犬で起こった。 Is "departure (esccape)" sympathetic activity from baroreflex inhibition, despite the maintenance of increased afferent baroreceptor activity occurred in old dogs. このように、加齢による圧反射の主な欠損は、構造的な血管の欠損又は障害性の圧受容器の過程というより、むしろ求心性−遠心性の共役における中枢神経の欠損でありうる。 Thus, the major loss of baroreflex by aging, rather than the process of baroreceptors deficient or impaired structural vascular, rather afferent - be a deficiency of the central nervous in efferent conjugate.

米国特許第4,201,219号において、パルス電気シグナルを発生させるためにニューロディテクター(neurodetector)装置を利用することが提案されている。 In U.S. Patent No. 4,201,219, it has been proposed to utilize a neuro detector (neurodetector) device for generating a pulsed electrical signal. インパルスの頻度は、心拍を変えるために心臓を直接整調するよう利用される。 The frequency of the impulses is utilized to directly pacing the heart to alter the heart rate. このアプローチは、移植するのに深刻な技術的困難性、及び当該装置の信頼性のために、広く許容されていない。 This approach, serious technical difficulties for implantation, and due to the reliability of the apparatus and are widely accepted.

米国特許第3,650,277号において、患者の圧受容器からの求心性神経路、特に頚動脈洞由来の神経、を刺激することによって高血圧を処置することが提唱されている。 In U.S. Patent No. 3,650,277, afferent neural pathways from the baroreceptors of the patient, is possible to treat hypertension has been proposed in particular by stimulating the nerves, from the carotid sinus. 短い電気パルスが、心臓周期の限られた期間使用される。 Short electrical pulses are periods used with limited cardiac cycle. 心臓の電気的活動度を測定するか、又は瞬間の血圧を測定することができる変換器を用いることによって、患者の心臓の活動度にパルス発生器を同期化させる必要がある。 Or measuring the electrical activity of the heart, or by using a transducer that can measure blood pressure at the moment, it is necessary to synchronize the pulse generator to the activity of the patient's heart.

圧受容器反射を刺激する別の試みは、米国特許第4,791,931号に開示されており、ここでは、圧力変換器及び心臓ペースメーカーが埋め込まれる。 Another attempt to stimulate the baroreflex is disclosed in U.S. Patent No. 4,791,931, wherein the pressure transducer and heart pacemakers are implanted. ペーシング速度は、動脈圧に対して変化し、且つ応答する。 Pacing rate is changed with respect to arterial pressure, and responds.

本発明の幾つかの側面の目的は、頚動脈洞の圧受容器のインパルスを運ぶ神経の刺激により、生体内の血圧を制御するための改良方法を提供することにある。 Object of some aspects of the present invention, the stimulation of nerves that carry impulses baroreceptors sinus is to provide an improved method for controlling the blood pressure in vivo.

本発明の幾つかの側面の別の目的は、心臓血管パラメーター、例えば血圧の静的な測定値に応じた、神経の刺激によって生体内の血圧を制御する、単純化されたインプラント可能な装置を提供することにある。 Another object of some aspects of the present invention, the cardiovascular parameters, for example according to the static measurements of blood pressure, controlling blood pressure in vivo by nerve stimulation, a simplified implantable device It is to provide.

本発明の幾つかの目的の更に別の目的は、血圧変換器に頼ることなく、神経の刺激を用いて生体内の血圧を自動的に調節するインプラント可能な装置を提供することにある。 Still another object of the several objects of the present invention, without resorting to a blood pressure transducer to provide an implantable device for automatically adjusting the pressure in vivo using a nerve stimulation.

本発明のこれらの目的及び他の目的は、全身血圧を調節するために、頚動脈の圧反射を使用する少なくとも1つのインプラントによって達成される。 These and other objects of the present invention, in order to adjust the systemic blood pressure, is achieved by at least one implant using the baroreflex carotid. 当該インプラントは、頚動脈洞に対して近位及び遠位の、舌咽神経上に置かれる、サンプリング及びパルス刺激電極を含む。 The implant proximal and distal to the carotid sinus, placed on glossopharyngeal nerve, including sampling and pulse stimulation electrodes. 当該インプラントの刺激装置は、外付けの調節ユニットであり、これは、適切な動作パラメーター、例えばパルスレート、パルス強度、パルス間隔、増大率(increase percentage)、を決定するために、且つ当該装置のデータバンクからテレメトリー情報を回収するために、当該インプラントと通信する。 Stimulator of the implant are regulatory unit of the external, which is suitable operating parameters, for example pulse rate, pulse strength, pulse interval, increase rate (Increase percentage-), in order to determine the, and of the apparatus to recover the telemetry information from the database, to communicate with the implant. 典型的に2つの内部装置がインプラントされ、患者の首のそれぞれの側に1つインプラントされる。 Typically the two internal devices implants are one implant on each side of the patient's neck.

動作原理 本発明の好ましい態様において、II型圧受容器によって発生する頚動脈圧反射の検知される構成要素は、緊張性(tonic)血圧を制御するために調節される。 In a preferred embodiment of the operating principle present invention, detected is a component of carotid baroreflex generated by type II baroreceptors are adjusted to control the tension (tonic) blood pressure. これは、2つの型の圧受容器の放電パターンが、単位時間当たりの放電の観点から重複しないと考えられ得るという事実を活用することによって達成される。 This discharge pattern of two types of baroreceptors is achieved by taking advantage of the fact that may be considered to not overlap in terms of discharge per unit time.

より高度な圧受容器の放電率を刺激することは、本発明の好ましい態様に従い、II型圧受容器の動作の典型的なレジュメの範囲内にあるレートで、例えば1秒当たり約1〜15パルスで、求心性圧受容器の神経路に対して拍動性の活性を加えることによって達成される。 Stimulating the discharge rate of the more advanced baroreceptors, according to a preferred embodiment of the present invention, at a rate which is within the range of typical regimen operations of type II baroreceptors, such as about 1 to 15 pulses per second It is achieved by adding the pulsatile activity on tracts of afferent baroreceptor. この動作原理の実施は、II型圧受容器の活性の増強を刺激し、そして、それに応じて、より高い拡張期血圧を刺激する。 Implementation of this operating principle is to stimulate the enhancement of type II baroreceptor activity and, accordingly, to stimulate a higher diastolic blood pressure. より高い拡張期血圧の刺激の所望とされる結果は、拡張期血圧を低下させる血管応答である。 The results are desired higher diastolic pressure stimulation is a vascular response to reduce the diastolic pressure.

典型的に、増強されるII型活性を刺激するために神経路に印加されるパルスは、I型圧受容器に関連する発火率の範囲よりも有意に遅いレートで印加される。 Typically, pulse applied type II activity is enhanced neural pathways for stimulation is applied at a significantly slower rate than the range of the firing rate associated with type I baroreceptors. 加えられるパルスは、このように動的な血圧制御に対して最も無視できる作用を有することが予想される。 Pulses applied, it has an effect that can be most negligible for such dynamic blood pressure control is expected.

本発明の好ましい態様に従う装置は、心臓周期の異なる部分の間で変化する、頚動脈洞圧受容器の神経活性を継続的に監視することによって、患者の心拍に対して同期化される。 Device according to a preferred embodiment of the present invention varies between different parts of the cardiac cycle, by continuously monitoring the neural activity of the carotid sinus baroreceptors, are synchronized to the patient's heart beat. シグナルの検出及び処理が実施され、例えば、統合された神経シグナルのパワーの移動平均の追跡、及びピーク検出が実施される。 It is implemented detected and processing signals, for example, tracking of the moving average of the power of the integrated nerve signals, and peak detection is performed. 心臓周期との同期化は、圧受容器の放電パターンの正確なシミュレーションを容易にし、これは有効な血圧制御をもたらす。 Synchronization with the cardiac cycle, to facilitate accurate simulation of the discharge pattern of baroreceptors, which leads to effective blood pressure control. 好ましい態様において、パルスは、拡張期の間に、すなわち、II型放電が自然に優勢であり、且つI型放電が低下しているか、若しくは存在しない場合に、少なくとも部分的に印加される。 In a preferred embodiment, pulse, during diastole, i.e., II type discharge is naturally predominant, and when I type discharge is either reduced or absent, is at least partially applied.

本発明のこれらの目的及び他の目的のより良い理解のために、本発明の詳細な説明について、図面と一緒に読まれるべき例をもちいて言及する。 For a better understanding of these and other objects of the present invention, the detailed description of the invention refers by using an example to be read in conjunction with the drawings.

以下の説明において,多数の具体的な詳細が本発明の十分な理解を提供するために記載される。 In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. しかしながら、当業者にとって、本発明がこれらの具体的な詳細無しに実施されうることは自明であろう。 However, those skilled in the art, that the present invention may be practiced without these specific details will be obvious. 他の例において、周知の回路、制御論理、並びに常用のアルゴリズム及びプロセスについてのコンピュータープログラム命令の詳細は、不必要に本発明をあいまいにしないよう、詳細には説明していない。 In other instances, well-known circuits, control logic, and the details of computer program instructions for conventional algorithms and processes, so as not to obscure unnecessarily the present invention and are not described in detail.

第一の態様 図1B及び1について言及する。 Refer first aspect FIG. 1B and 1. 図1Bは、記録された圧受容器活性対頚動脈洞圧のグラフであり、これは、本発明の好ましい態様に従い、血圧制御を容易にするためのシグナル印加のレベルを示す。 Figure 1B is a graph of the recorded baroreceptor activity versus carotid sinus pressure, which, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, showing the level of signal applied to facilitate blood pressure control. 図2は、血圧制御の配置の高レベルなブロック図である。 Figure 2 is a high level block diagram of the arrangement of the blood pressure control. 配置18において、血圧測定装置20は、患者22につながっている。 In the arrangement 18, a blood pressure measuring device 20 is connected to the patient 22. 血圧測定装置20は、常用の腕用カフ血圧計であってもよく、これは断続的に入力情報を提供する。 Blood pressure measuring device 20 may be a wrist cuff sphygmomanometer conventional, which provides intermittent input information. 安定な状況において、血圧情報は、比較的まれに、例えば毎日又は毎週記録されることがあり、一方、他の患者においては、測定頻度はより多いこともあり、そして調整されうる。 In stable situations, the blood pressure information is relatively rare, for example, might be recorded daily or weekly, while in other patients, the measurement frequency is also higher, and may be adjusted. 本発明のこの態様の利点は、自律自動機械的血圧測定装置が不必要となることである。 An advantage of this aspect of the present invention is that the autonomous automatic mechanical blood pressure measuring device is unnecessary. これらの装置は複雑で、しばしば信頼性がなく、そして初期の血圧制御技術における限定因子であることが証明されていた。 These devices are complex and often unreliable, and it has been proven to be the limiting factor in the initial blood pressure control technology. 後述する技術は、患者の拡張期又は収縮期の血圧のリアルタイムの測定を得るために、好ましくは追加として利用される。 Described later technology, in order to obtain a real time measurement of the diastolic blood pressure or systolic patient, preferably utilized as an additional.

血圧測定装置20から得られる情報は、プロセッサー24に提供され、これは単純なマイクロプロセッサーとして理解されうる。 Information obtained from the blood pressure measuring device 20 is provided to the processor 24, which may be understood as a simple microprocessor. プロセッサー24は、患者22の血圧を補正するために必要とされる有効な圧受容器放電率を決定する。 Processor 24 determines the effective baroreceptor discharge rate required to correct the patient's blood pressure 22. 標的の拡張期及び/又は収縮期の血圧の値並びに典型的なII型及び/又はI型の圧受容器応答データがプロセッサー24のメモリに保存される。 Baroreceptor response data diastolic target and / or the value of the systolic blood pressure, as well as typical type II and / or Type I is stored in the memory of the processor 24.

プロセッサー24の出力は、好ましくは既知の技術を用いて患者22にインプラントされるパルス発生器26に連結される。 The output of processor 24 is preferably connected to a pulse generator 26 which is implanted in a patient 22 using known techniques. パルス発生器26は、米国特許第3,522,811号及び第5,154,172号に開示されている装置であってもよい。 The pulse generator 26 may be a device as disclosed in U.S. Patent No. 3,522,811 and No. 5,154,172. 神経刺激のための他のインパルス発生器も同様に知られている。 Another impulse generator for nerve stimulation are likewise known. 例えば、パルス発生器26に適したインプラント可能な神経刺激装置は、Model 101 NCP Pulse Generator(販売Cyberonics, Inc. , 16511 Space Center Blvd. , Suite 600, Houston, Texas USA 77058)である。 For example, implantable neurostimulator suitable for pulse generator 26, Model 101 NCP Pulse Generator (sold Cyberonics, Inc., 16511 Space Center Blvd., Suite 600, Houston, Texas USA 77058) is. 態様によっては、プロセッサー24とパルス発生器26は一体化されうる。 Manner by the processor 24 and the pulse generator 26 may be integrated.

下文においてかなり詳細に説明するように、パルス発生器26は、レートデジグネーター16によって指定されるようなレートで(図1B)、印加されたパルスがII型圧受容器によって天然に発生したパルスと共に患者の脳に対して運ばれるようにパルスを発生させる。 As will be described in greater detail in hereinbelow, the pulse generator 26 (FIG. 1B) at a rate as specified by the rate designator 16, the applied pulses with pulses generated naturally by type II baroreceptor It generates a pulse as delivered to the patient's brain. この様式において、患者の天然の血圧制御装置は、天然のパルスと、現実に存在するものより高い拡張期の血圧を示すよう印加されたパルスの組み合わせを解釈し、且つより低い拡張期の血圧に対しより力強く応答する。 In this manner, the natural blood pressure control device of a patient, the natural pulse, interprets the combination of the applied pulse to indicate the blood pressure of higher diastolic than that present in reality, and to a lower diastolic blood pressure powerful response than against. 典型的に、パルス発生器26がパルスを印加するレートは、患者の血圧が所望の値に接近していることの血圧測定装置20による指示に応じて徐々に低下する。 Typically, the rate at which the pulse generator 26 applies a pulse is gradually decreased in accordance with an instruction by the blood pressure measuring device 20 of the blood pressure of the patient is close to the desired value.

図3について言及すると、これは断片的な解剖図である。 Referring to Figure 3, which is a fragmentary anatomical drawing. 図3の説明は、図2と併せて読まれるべきである。 Description of Figure 3 should be read in conjunction with FIG. 図3は、配置18(図2)の理解と関連する神経及び血管の構造を例示しており、これらは、大動脈弓28、右総頚動脈30、左総頚動脈32、右頚動脈洞34、右舌咽神経36、右頚動脈小体38、左舌咽神経40、及び左頚動脈小体42を含む。 Figure 3 is placed 18 (FIG. 2) understanding exemplifies the structure of the related neurological and vascular and of these, the aortic arch 28, the right common carotid artery 30, the left common carotid artery 32, the right carotid sinus 34, right lingual throat nerve 36 includes a right carotid body 38, Hidarishitanondo nerve 40 and the left carotid body 42. 電極44又は多数の電極44は、右舌咽神経36に取り付けられ、又は別の方法で電気的に結合され、そして導線46によってパルス発生器26と連結される。 Electrode 44 or multiple electrodes 44 are attached to Migishitanondo nerve 36, or otherwise electrically coupled, and is connected to the pulse generator 26 through the conductive wires 46. 好ましくは、電極44は、右舌咽神経36の枝に、最も好ましくは右頚動脈洞神経37に対し、右頚動脈洞34からの感覚情報を受ける部位に取り付けられる。 Preferably, electrodes 44, a branch of Migishitanondo nerve 36, and most preferably to the right carotid sinus nerve 37, is attached to the site that is being subjected to sensory information from the right carotid sinus 34. 別の電極48又は多数の電極48は、好ましくは対側性に、すなわち左舌咽神経40に、最も好ましくは左頚動脈洞神経41に適用される。 Another electrode 48 or multiple electrodes 48 are preferably on opposite sides, ie the Hidarishitanondo nerve 40, and most preferably is applied to the left carotid sinus nerve 41. 電極48は、導線50によってパルス発生器と連結され、当該発生器はパルス発生器26、又は第二のパルス発生器(示さない)でもよい。 Electrode 48 is connected to the pulse generator by conductors 50, the generator pulse generator 26, or the second pulse generator (not shown) may be used. 後者の場合において、第二のパルス発生器(示さない)は、パルス発生器26と同一の様式で、通常患者22の反対側にインプラントされる。 In the latter case, the second pulse generator (not shown) are in the same manner as the pulse generator 26, is implanted on the opposite side of the normal patient 22. 米国特許第4,201,219号に開示されている構造が電極44、48に適している。 Structure disclosed in U.S. Patent No. 4,201,219 are suitable for the electrodes 44, 48.

パルス発生器26は、鎖骨、下顎骨の近傍、又は他の適当な場所、例えば心臓ペースメーカーのインプラントについて当業者に知られている場所に都合よくインプラントされうる。 Pulse generator 26, clavicle, may conveniently be well implant location near the mandible, or other suitable location, for example the implant of a cardiac pacemaker known to those skilled in the art.

図4について言及すると、これは図2に示した血圧制御のための配置を更に詳細に例示する略図である。 Referring to Figure 4, which is a further schematic diagram illustrating in detail the arrangement for blood pressure control shown in FIG. 頚動脈系は、総頚動脈52、並びに内頚動脈56と外頚動脈58へのその分岐54を含む。 Carotid system, including its branch 54 to the common carotid artery 52 and internal carotid artery 56 and the external carotid artery 58,. 頚動脈洞圧受容器60は、分枝54に位置しており、そして頚動脈洞神経62の向こうへインパルスを伝達する。 Carotid sinus baroreceptors 60 are located in branch 54, and to transmit impulses to the other side of the carotid sinus nerve 62. 経動脈洞神経62は、舌咽神経64のより大きな分岐と連絡している。 After artery sinus nerve 62 is in communication with the larger branch of the glossopharyngeal nerve 64. 神経刺激電極66は、好ましくは頚動脈神経62上にインプラントされる。 Neurostimulation electrode 66 is preferably implanted on carotid nerve 62. 当該電極66は、導線68によって、インプラント型ユニット69内に組み込まれたパルス発生器70に取り付けられる。 The electrode 66, the wire 68 is attached to the pulse generator 70 incorporated in the implantable unit 69. インプラント型ユニット69の通信モジュール72は、患者にインプラントされない、外部の制御装置76の通信モジュール78からの情報を受け取り、そして外部制御装置76の通信モジュール78に対しデータを送る。 Communication module 72 of the implantable unit 69 is not implanted in a patient receives information from the communication module 78 of the external controller 76, and sends the data to the communication module 78 of the external control unit 76. 好ましくは、必ずしもではないが、外部制御装置76との通信は、ワイヤレスリンク74を通じて実施される。 Preferably, but not necessarily, the communication with the external control device 76 is implemented via a wireless link 74. 態様によっては、プロセッサー24(図2)に相当するモジュールが、外部制御装置76内に組み込まれることがあり、この場合、発火率又はタイミングの指示がパルス発生器70へと通信される。 In some embodiments, the module corresponding to the processor 24 (FIG. 2) may be incorporated in the external control device 76, in this case, an instruction firing rate or timing is communicated to the pulse generator 70. 他の態様において、当該プロセッサーはパルス発生器70に組み込まれ、この場合、患者の血圧情報は、外部制御装置76によってパルス発生器70の通信モジュールへと供給される。 In other embodiments, the processor is incorporated into the pulse generator 70, in this case, the blood pressure information of a patient is supplied to the communication module of the pulse generator 70 by an external control unit 76. ワイヤレスリンク74はまた、インプラント型ユニット69から外部制御装置76に状況情報を伝達するためにも使用されうる。 Wireless link 74 may also be used to convey status information from the implantable unit 69 to the external controller 76.

外部制御装置76はまた、ワイヤレスリンク80を通じてインプラント型ユニット69に対し、例えば磁気誘導によって、電力を供給し得る。 External controller 76 also with respect to implantable unit 69 over a wireless link 80, for example, by magnetic induction, may power. 電力は、インプラント型ユニット69の動作を支えるために、且つその中のバッテリー(示さない)を再充電するために使用されうる。 Power, in order to support the operation of the implantable unit 69 may be and used to recharge the battery (not shown) therein. インプラント型ユニット69は典型的に、大量のシグナル処理を必要としない、比較的単純な仕事を行う。 Implantable unit 69 typically does not require a large amount of signal processing, a relatively simple task. そのパルスの放電負荷サイクルは低く、そしてその結果電力の必要量も低い。 Its pulse discharge duty cycle low, and lower the required amount of the resulting power. 再充電しなくても、インプラント型ユニット69はバッテリー交換の必要無しに数ヶ月間動作することが予想されうる。 Without recharging, implantable unit 69 may be expected to operate for several months without the need for battery replacement.

1つの電極のみを図4に示すが、対側性の舌咽神経も、パルス発生器70、又は第二パルス発生器(示さない)を用いて刺激されることがあり、この当該発生器も外部の制御装置76で制御される。 Only one electrode is shown in FIG. 4, contralateral glossopharyngeal nerves, pulse generator 70, or the second pulse generator (not shown) may be stimulated with, Again the generator It is controlled by an external control device 76. 好ましい態様において、電極66は、単極電極を含んで成る。 In a preferred embodiment, the electrode 66 comprises a monopolar electrode. あるいは、電極66は、二極又は多極電極を含んで成る。 Alternatively, the electrode 66 comprises a bipolar or multipolar electrode. この後者の場合、当該電極のうちの2つが、好ましくはそれらの印加電流が順行性の刺激を誘導し、一方、1又は複数の他の電極が逆行性の神経ブロックをかけるように配置される。 In this latter case, two of the electrodes, preferably those applied current induces antegrade stimulation, whereas, is arranged so that one or more other electrodes apply a retrograde nerve block that.

外部制御装置76は、標準的なマン・マシン・インターフェース82で、例えば、オペレーター84による使用のための、キーパッド及びディスプレーを備える。 External controller 76 comprises a standard man-machine interface 82, for example, for use by the operator 84, the keypad and display. オペレーター84は、標準的な血圧測定装置88を用いて患者86から血圧データを得る。 The operator 84 obtains the blood pressure data from the patient 86 using a standard blood pressure measurement device 88. この様式で得られた血圧データは、比較的長期間外部制御装置76又はパルス発生器70内に保存され、そして本明細書では静的な血圧と称する。 Blood pressure data obtained in this manner, a relatively long period of time are stored in the external control unit 76 or the pulse generator 70, and referred to as static pressure in this specification. 瞬間的な血圧が動的に測定される必要がなく、そしてその結果、血圧変換器をインプラントする必要が回避されることがこの態様の利点である。 It is not necessary to instantaneous blood pressure is measured dynamically, and consequently, it is an advantage of this embodiment that need to implant blood pressure transducer is avoided.

動作 図5について言及すると、これは図4に例示する血圧制御のための配置の動作の方法を例示するフローチャートである。 Referring operation Figure 5, which is a flow chart illustrating the method of operation of the arrangement for blood pressure control illustrated in FIG.

第一段階90において、配置18の構成要素が患者22に適用される。 In the first step 90, the components of the arrangement 18 is applied to the patient 22. 刺激電極は、標準的な外科技術を用いて、患者の頚動脈洞神経及び/又は舌咽神経に適用される。 Stimulation electrodes, using standard surgical techniques are applied to the patient's carotid sinus nerve and / or glossopharyngeal nerve. パルス発生器はインプラントされて、外部制御装置によって設定される。 Pulse generator is implanted, it is set by the external control device. 基線の血圧情報は当該患者から得られ、そして最初の発火率がパルス発生器に入力される。 Blood pressure information of the baseline is obtained from the patient, and the first firing rate is input to the pulse generator. 当該系は電力を供給され、そして動作を開始する。 The system is powered and starts the operation.

段階92において、当該患者の血圧は、標準的な血圧測定装置(例えば標準的な血圧カフ)を用いて決定され、そしてその後手動又は自動のいずれかで外部制御装置76内に入力される。 In step 92, the blood pressure of the patient is determined using standard blood pressure measurement device (e.g., a standard blood pressure cuff), and is then input to an external control device 76 either manually or automatically. 段階94において、患者の標的血圧を達成するために、II型圧受容器の適切な発火率を決定する計算が行われる。 In step 94, in order to achieve a target blood pressure of the patient, the calculation to determine an appropriate firing rate of type II baroreceptors performed. これは、 this is,
ΔF=H(P 測定 −P 必要 ) (1) [Delta] F = H (P measured -P required) (1)
の関数に従い行われ、ここで、ΔFは、パルス発生器の発火率において行われることが必要な調整であり;P 測定は段階92で決定された患者の血圧であり;そしてP 必要は、標的血圧を達成するのに必要な発火率であり、これはII型圧受容器の応答曲線から決定される(図1B)。 Performed according function, where, [Delta] F is an done it is necessary adjustments in firing rate of the pulse generator; P measurement is in the patient's blood pressure determined in step 92; and requires P, the target a firing rate required to achieve blood pressure, which is determined from the response curves of type II baroreceptors (Figure 1B). 関数Hは、生じた血圧の差異を、図1Bに示した関係に従い発火率に変換する。 Function H, the difference of the resulting blood pressure, and converts the firing rate in accordance with the relationship shown in FIG. 1B. あるいは、又は更に、関数Hは当該装置の動作モードに応じて決定され、これは順次、典型的に臨床的な指標(例えば、心不全、発作、又は高血圧の病歴)に応じて決定される。 Alternatively, or in addition, the function H is determined in accordance with the operation mode of the apparatus, which in turn, typically clinical indicators (e.g., heart failure, history of seizures, or hypertension) is determined according to. 本発明の可能な態様において、式1は線形である。 In a possible embodiment of the present invention, wherein 1 is linear. しかしながら、非線形伝達関数も同様に利用することができる。 However, even non-linear transfer function can be utilized as well.

段階96において、値ΔFはパルス発生器に入力され、そして当該パルス発生器は、式 F =F n−1 +ΔF (2) In step 96, the value [Delta] F is input to the pulse generator, and the pulse generator, wherein F n = F n-1 + ΔF (2)
(ここで、F nは、そのn番目の調整後のパルス発生器の発火率を表し、そしてF n-1は、そのn番目の調整の直前のパルス発生器の発火率を表す)に従い、その発火率を修正する。 (Where, F n, the n-th represents the firing rate of the pulse generator after the adjustment, and F n-1 represents the firing rate of the pulse generator immediately before the n-th adjustment) in accordance, to correct the firing rate. 適切な制限が、特定の患者にとって適切であるように、発火率が所定の安全範囲を破ることのないようにパルス発生器にプログラムされる。 Suitable limits, as appropriate for a particular patient, firing rate is programmed into the pulse generator so as not to break the predetermined safety range. パルス発生器の発火率はまた、II型圧受容器の生理学的範囲内、典型的には1〜15パルス/秒、最も好ましくは1〜6パルス/秒、に拘束される。 Firing rate of the pulse generator are also within the physiological range of type II baroreceptors, typically 1 to 15 pulses / sec, and most preferably is constrained, 1-6 pulses / sec.

遅延段階92において、新しい血圧情報を患者から得ることが必要であるか否かが決定される。 In the delay step 92, a new blood pressure information whether it is necessary to obtain from a patient is determined. 遅れの間隔は、患者の特定の医学的状態及び病歴に基づいて、各患者につき確立される。 Interval of delay, based on the particular medical condition and medical history of the patient, are established for each patient. 遅延段階98での決定が否定的である場合、制御は遅延段階98に留まる。 If the determination of the delay stage 98 is negative, control remains at delay step 98.

遅延段階98での決定が肯定的である場合、制御は段階92に戻り、そして当該過程が繰り返される。 If the determination of the delay stage 98 is affirmative, control returns to step 92, and the process is repeated.

第二の態様 図6について言及すると、これは、血圧を制御するための略図及びブロック図であり、これは、本発明の別の態様に拘束され、当該態様に従い動作する。 When referring to the second embodiment Figure 6, which is a schematic and block diagram for controlling blood pressure, which is bound to another aspect of the present invention, operating according to this aspect. 図6の態様は、図4の態様と幾つかの特徴を共有するが、より進んだものである。 Embodiment of Figure 6, which share some characteristics with the embodiment of FIG. 4, in which more advanced. 図4のように、図6に参照番号をつける。 As shown in FIG. 4, attaching a reference number in FIG. 6.

II型圧受容活性に基づいた患者の血圧の推定を用いて、インプラント型装置100は動的に且つ自動的にその刺激パルスレートを患者の緊張性の血圧レベルに適合させる。 With type II pressoreceptive activity Blood Pressure Estimation of the patient based, implantable device 100 to dynamically and automatically adapt its stimulation pulse rate in the blood pressure level of tension of the patient. この特徴は、本質的に自立的な動作を可能にする。 This feature allows an essentially autonomous operation. インプラント型装置100は、緊張性血圧を評価するために、頚動脈洞圧受容器神経に対する神経活性を監視する。 Implantable device 100, in order to evaluate the tonic blood pressure monitors neural activity against carotid sinus baroreceptor nerves. 刺激電極66に加えて、サンプリング電極102は頚動脈洞神経62上に置かれ、そして導線104によってインプラント型装置100とつながれる。 In addition to the stimulation electrodes 66, the sampling electrode 102 is placed on the carotid sinus nerve 62, and coupled with the implantable device 100 by lead 104. 電極102は、頚動脈洞神経62を介して伝達される神経インパルスに応答する。 Electrode 102 is responsive to nerve impulses transmitted through the carotid sinus nerve 62. その構造は、典型的に電極66に類似している。 Its structure is similar to typically electrode 66. 適用によっては、図6に示した装置を参照して説明されるような機能性は、代替的に、多極(multi-contact)の神経電極によって実現され、これは、幾つか又は全ての刺激及び検出の機能性が共通の導線を用いて達成される。 In some applications, functional as described with reference to the apparatus shown in Figure 6, alternatively, be realized by nerve electrodes of the multipolar (multi-contact), which, some or all of the stimulation and functionality of detection is achieved using a common wire. 図4の態様のように、配置は、典型的に、同一の又は異なるインプラント型装置を用いて、対側性の舌咽神経について複製される。 As in the embodiment of FIG. 4, the arrangement is typically using the same or a different implantable device, it is replicated for contralateral glossopharyngeal nerve. 下文で更に詳細に説明するように、インプラント型装置100は、電極102からシグナルを受け、舌咽神経64を刺激するのに適切な発火率を決定するために必要な計算を行い、そして電極66へと送られるシグナルのパルスレートを調節するために、プロセッサーを組み込んでいる。 As will be explained in more detail hereinbelow, the implantable device 100 receives a signal from the electrode 102, performs the necessary calculations to determine the appropriate firing rate to stimulate the glossopharyngeal nerve 64, and electrodes 66 in order to adjust the pulse rate of the signal to be sent to, it incorporates the processor. 態様によっては、電極66及び電極102は、異なる神経上に置かれることがある。 In some embodiments, the electrode 66 and the electrode 102 may be placed on different nerves.

図7について言及すると、これは、インプラント型装置100(図6)の詳細なブロック図である。 Referring to Figure 7, which is a detailed block diagram of the implantable device 100 (FIG. 6). 導線68、104(図6)は、電極インターフェースユニット106に繋がっている。 Conductors 68,104 (FIG. 6) is connected to the electrode interface unit 106. 感覚電極102から受けたシグナルは条件付けられ、そして、常用のアナログ・デジタル変換器であるデジタイザー108に送られる。 The signals received from the sense electrode 102 is conditioned and sent to the digitizer 108 is an analog-to-digital converter conventional. パルス発生器110は神経刺激装置として機能する。 Pulse generator 110 functions as a neural stimulator. パルス発生器110は常用のデジタル・アナログ変換器を含み、このアナログ出力は、導線104上での舌咽神経64(図6)に対する伝達のために、電極インターフェースユニット106につながれる。 Pulse generator 110 includes a digital-to-analog converter conventional, the analog output, for transfer to the glossopharyngeal nerve 64 (FIG. 6) in on lead 104, is coupled to the electrode interface unit 106. インプラント型装置100は、外部制御装置76(図6)と通信するための通信インターフェース112を含む。 Implantable device 100 includes a communication interface 112 for communicating with an external controller 76 (FIG. 6). インプラント型装置100は、バッテリーであってもよい電源114によって電力を供給され、そして電力を供給し、又はバッテリーを再充電するためのエネルギー変換器を任意に含み得る。 Implantable device 100 is a battery powered by also good power supply 114, and power supplies, or may optionally comprise an energy converter for recharging the battery. 適用によっては、電源の充電は、1又は複数の以下の:動的充電手段、音波による(例えば超音波)充電手段、磁気的充電手段、又は電気磁気的充電手段、を含む外部の充電手段を介して実現される。 In some applications, the charging of the power source, one or more of the following: Dynamic charging means, (e.g., ultrasound) charging means using sound waves, magnetic charging means, or electrical magnetic charging unit, an external charging device including It is realized through. パルス発生器110にとって適切な発火率の計算は中枢処理ユニット116によって実施され、これは、シグナル処理回路を含んでもよい。 Calculation of proper firing rate for the pulse generator 110 is implemented by a central processing unit 116, which may include a signal processing circuit. 中枢処理ユニット116は、パルス発生器110へと接続される出力を有し、そしてデジタイザー108から入力を受け取り、そしてシグナル検出及び処理を実施するようプログラムされる。 Central processing unit 116 has an output connected to a pulse generator 110, and receives input from the digitizer 108, and is programmed to implement the signal detection and processing. 1つの態様において、中枢処理ユニット116は、統合された神経シグナルの電力の移動平均を追跡し、そしてピークを検出するようプログラムされる。 In one embodiment, the central processing unit 116 tracks the moving average of the power of the integrated nerve signals, and is programmed to detect the peak. 他の態様において、回路は当該統合及びピーク検出を実施するために備えられる。 In other embodiments, circuitry is provided for carrying out the integration and peak detection. 心臓周期との同期化は、生理学的な圧受容器の放電パターンの正確な刺激を容易にする。 Synchronization with the cardiac cycle, to facilitate accurate stimulation of the discharge pattern of physiological baroreceptor. 態様によっては、特注のシグナル処理回路、例えば特定用途向け集積回路(ASIC)が中枢処理ユニット116として使用されうる。 Manner by the custom signal processing circuit, for example, an application specific integrated circuit (ASIC) may be used as the central processing unit 116.

図8について言及すると、これは、外部制御装置76(図6)のブロック図である。 Referring to Figure 8, which is a block diagram of the external control unit 76 (FIG. 6). 外部制御装置76は常用の電源118を備え、これはバッテリーであってもよい。 External controller 76 includes a power supply 118 of conventional, which may be a battery. 送電モジュール120、例えば誘導装置がリンク80(図6)を通じて送電するために使用される。 Transmission module 120, e.g., the induction device is used to power via link 80 (FIG. 6). 通信インターフェース122は、ワイヤレスリンク74を用いて、インプラント型装置100(図6)とデータを交換する。 Communication interface 122 uses a wireless link 74, and to exchange data implantable device 100 (FIG. 6). デジタル通信インターフェース124は、好ましくは標準的な血圧測定装置及び/又はパーソナルコンピューター(例えば医師のPC)と外部制御装置の直接的な接続を可能にして処置情報のロギング及び解析をさせる。 Digital communication interface 124, preferably causes the logging and analysis of treatment information to allow direct connection of a standard blood pressure measurement device and / or a personal computer (eg, a physician of PC) and external control unit. 中枢処理ユニット126は、通信インターフェース128と接続される。 Central processing unit 126 is connected to the communication interface 128. 外部制御装置76は、常用のマン・マシン・インターフェース128を備え、これはキーパッド及びスクリーンディスプレイを含んでもよい。 External controller 76 includes a conventional man-machine interface 128, which may include a keypad and a screen display. マン・マシン・インターフェース128は、較正パラメーター、例えば患者の特定のII型圧受容器の活性データを入力するために利用される。 Man-machine interface 128, calibration parameters, for example, utilized to input activity data for a specific type II baroreceptors of the patient. 中枢処理ユニット126は、このデータを受け入れ、そして通信インターフェース122を用いてインプラント型装置100と通信するための較正パラメーターを作成する。 Central processing unit 126 accepts the data and create a calibration parameter for communicating with the implantable device 100 using the communication interface 122.

再度図6について言及すると、頚動脈洞圧受容器神経が、I型及びII型圧受容器神経の両方を含む神経路であるので、インプラント型装置100は、2つの型の圧受容器のインパルスを識別する必要がある。 Referring to Figure 6 again, carotid sinus baroreceptor nerves are the nerve tracts including both type I and type II baroreceptor nerves, implantable device 100 may need to identify the impulse of baroreceptors two types there is. このことは、好ましくは、動的に沈黙している期間、例えば拡張期を、II型の放電のみが存在している間に同定することによって行われる。 This is preferably dynamically silence to that period, for example, diastolic, carried out by identifying while only II type discharge is present. そのような動的に沈黙している期間にインプラント型装置100が受け取る神経放電シグナルは、緊張性血圧を推定するために統合される。 Nerve discharge signals implantable device 100 receives such a dynamic period in which silence is integrated to estimate the tension blood pressure. 好ましい態様において、収縮期及び拡張期の徴候は、頚動脈洞神経に沿って走る電気シグナルを解析することによって導かれる。 In preferred embodiments, signs of systolic and diastolic is derived by analyzing the electrical signals running along the carotid sinus nerve. 急上昇し、そして降下する動脈圧の波を機械的に特徴とする収縮期は、I型圧受容器活性のそれ相応に素早い変化、すなわち、1秒当たり数十スパイクでの活性によって同定されうる。 Soaring and systole to mechanical characteristics waves of descending arterial pressure, accordingly fast change of type I baroreceptor activity, it can be identified by the activity of several tens spikes per second. 拡張期は、反対に、実質的に測定される唯一の活性がII型圧受容器活性、すなわち、1秒当たり約15スパイク未満の活性であるという、この高スパイク率の期間の不在によって同定される。 Diastole, the opposite, substantially the measured only active type II baroreceptor activity, i.e., that it is the activity of less than about 15 spikes per second, it is identified by the absence of a period of the high spike rate . 従って、拡張期の間のスパイク率は、拡張期の血圧の指標としての役割を果たす。 Accordingly, spike rate during diastole serves as an indicator of diastolic blood pressure. 動脈圧と検出されたスパイク率との間の統計学的な関係(例えば、平均、中央値、ピーク振幅等)に基づき、当該インプラント型装置は、好ましくは、II型圧受容器の放電が頚動脈洞神経における圧受容器シグナルに対する唯一の貢献因子又は本質的に唯一の貢献因子である間の時間間隔を同定する。 Statistical relationship between the arterial pressure and the detected spike rate (e.g., mean, median, peak amplitude, etc.) based on, the implantable device preferably discharges type II baroreceptors sinus identifying the time interval between the only contributing factor, or essentially the only contribution factors for baroreceptor signals in nerve. 当該時間間隔を同定するのに応じて、インプラント型装置は、現実に存在するものよりも高い拡張期の血圧を刺激するために、典型的に15Hz未満で頚動脈洞神経に対してパルスを印加し、そしてそれに応じて、血圧を低下させる心臓血管応答を誘導する。 In response to identifying the time interval, implantable device, in order to stimulate blood pressure higher diastolic than those present in reality, typically a pulse is applied against the carotid sinus nerve is less than 15Hz and accordingly, induce cardiovascular response to lower blood pressure.

有利なことに、この態様において、外部制御装置76の役割は、インプラント型装置100の初期の又は一時的な較正に、そして状態の情報を得るために限定される。 Advantageously, in this embodiment, the role of the external control device 76 is limited in order to obtain the initial or temporary calibration of implantable device 100, and status information. 外部の血圧測定装置88(図4)は、慣行的な動作において省略される。 External blood pressure measuring device 88 (FIG. 4) is omitted in practice behavior. その代わりに、インプラント型装置100は、フィードバック調節について、頚動脈洞圧受容器神経において伝達される求心性神経シグナルに基づき、その初期の血圧の推定に依存する。 Alternatively, the implantable device 100, for feedback regulation, based on afferent nerve signals transmitted in the carotid sinus baroreceptors nerves depends on the estimation of the initial blood pressure.

較正 較正手順は、典型的に、神経放電パターンのシグナルと、常用の技術で測定される実際の血圧値とを関連付けるようインプラント型装置100を慣らすために必要とされる。 Calibration Calibration procedures are typically the signal of neuronal discharge patterns are required to accustom implantable device 100 to associate with the actual blood pressure value measured by conventional techniques. 上文で説明したように、血圧とII型圧受容器の放電との関係は、時間をかけて極端にゆっくりと変化する。 As described hereinabove, the relationship between the discharge pressure and type II baroreceptors extremely slowly varying over time. 有意な適応又は再設定は、II型圧受容器について起こらない。 Significant adaptation or reconfiguration does not occur for type II baroreceptors. このように、患者のインプラント型装置の動作は極めて安定であることが予想され、そして当該較正手順は、まれに、例えば毎日、毎週、又は毎月に一回実施されうる。 Thus, operation of the patient's implantable device is expected to be very stable, and the calibration procedure can rarely, eg, daily, weekly, or be performed once every month. 有利なことに、オペレーターの視点から、較正は、通常の血圧測定に類似しており、これによって、当該装置への血圧測定値の入力が、当該較正手順を開始させる。 Advantageously, the operator point of view, the calibration is similar to the normal blood pressure measurement, whereby the input of blood pressure measurement values ​​to the device, to initiate the calibration procedure.

図9について言及すると、これは、頚動脈洞圧に対するII型圧受容器活性のプロットを例示する。 Referring to Figure 9, which illustrates a plot of type II baroreceptor activity against carotid sinus pressure. 曲線130は、生理学的なII型圧受容器活性を表す。 Curve 130 represents the physiological type II baroreceptor activity. 曲線132は、典型的な高血圧の個体のII型圧受容器を表す。 Curve 132 represents the type II baroreceptors typical hypertensive individuals. 当該高血圧の個体における血圧変化に対するII型圧受容器の応答は鈍いことは明らかであろう。 Response of Type II baroreceptors on blood pressure changes in the blood pressure of the individual dull it will be apparent. 態様によっては、曲線130、132は、外部制御装置76にプログラムされ(図6)、これは、中枢処理ユニット126を用いて(図8)、曲線130、132間の差異を用いた発火率の修正データの表を作成し、そして発火率の修正データをインプラント型装置100に伝達する(図6)。 In some embodiments, the curve 130 is programmed to an external controller 76 (FIG. 6), which, by using a central processing unit 126 (FIG. 8), the firing rate using the difference between the curves 130, 132 create a table of correction data, and transmits the correction data of the firing rate in an implantable device 100 (FIG. 6). 他の態様においては、曲線130と曲線132の生データは、外部制御装置76によって、インプラント型装置100に通信され、そして発火率の修正表が中枢処理ユニット116によって作成される(図7)。 In other embodiments, the raw data curve 130 and the curve 132, the external controller 76, communicated to the implantable device 100, and modifying table firing rate is created by the central processing unit 116 (FIG. 7). 血圧測定値も、マン−マシンインターフェース128を用いて、外部制御装置76に入力されることがある(図8)。 Blood pressure measurements also, Mann - using machine interface 128, which may be input to an external control device 76 (FIG. 8). 一旦インプラント型装置100が動作状態になると、特定の患者のII型圧受容器活性の特徴が決定され、そして発火率の修正表がそれに応じて調整されうる。 Once the implantable device 100 is operational, is determined the characteristics of type II baroreceptor activity of the particular patient, and modify tables firing rate can be adjusted accordingly.

当業者にとって、中枢処理ユニット126又は中枢処理ユニット116のメモリ(示さない)内に発火率の修正データを保存する多くの技術が使用されうることは自明であろう。 Those skilled in the art, that many techniques to store corrected data in the firing rate in the memory of the central processing unit 126 or central processing unit 116 (not shown) may be used will be apparent. 例えば、曲線130、132を描く関数パラメーターが提示されうる。 For example, function parameters to draw a curve 130, 132 may be presented.

動作 図10について言及すると、これは、図6,7,及び8において例示される血圧制御のための配置の動作方法を例示するフローチャートである。 Referring operation Figure 10, which is a flow chart illustrating a method of operation of the arrangement for blood pressure control illustrated in FIGS. 6, 7, and 8.

第一段階134において、常用の外科手段が、インプラント型装置100を挿入し、そして電極66,102を舌咽神経に対し、好ましくは両側的に取り付けるために使用される。 In a first step 134, conventional surgical means, inserting the implantable device 100, and an electrode 66,102 to glossopharyngeal nerve, it is preferably used to attach bilaterally. 外部制御装置は、一般的な圧受容器活性データ及びII型圧受容器活性情報を利用することによって初期化される。 External control device is initialized by using a general baroreceptor activity data and type II baroreceptor activity information. 発火率の修正表が作成される。 Modify table of firing rate is created. 当該システムは電力を供給され、そして動作を開始する。 The system is powered and starts the operation.

段階136において、患者のII型圧受容器活性が、電極102から得られるシグナルを読み取ることによって決定される。 In step 136, II-type baroreceptor activity of the patient is determined by reading the signals obtained from the electrodes 102. 続いて、段階138において、発火率の修正表の参照が、段階136において得られる情報及び算出される調節因子を用いて行われ、これらは、以下の実施例を参照して理解することができる。 Subsequently, in step 138, it references the correction table of the firing rate is performed using the modulator to be obtained the information and calculates in step 136, they can be understood with reference to the following examples . 当該実施例が図9のグラフを参照して説明されると同時に、当該グラフに相当するデータが典型的にプロセッサーによる簡便な使用のための表に保存されることが理解されよう。 At the same time the embodiment is described with reference to the graph of FIG. 9, the data corresponding to the graph is stored in a table for convenient use by the typical processor will be appreciated.

図9について再び言及すると、一つの例において、値R 1 140は段階136で読み取ることができ、そして点142で示される頚動脈圧が推論されうる。 Referring again to mention about 9, in one example, the values R 1 140 can be read in step 136, and carotid pressure indicated by a point 142 may be inferred. 点142に相当する生理学的なII型圧受容器放電率は、値R 2 144によって示される。 Physiological type II baroreceptors discharge rate which corresponds to the point 142, as indicated by the value R 2 144. パルス発生器110の発火率の補正ΔGは、値144の現在の発火率を、発火率修正表の対応するエントリーから引くことによって決定される。 Correction ΔG firing rate of the pulse generator 110 is determined by subtracting the current firing rate value 144, from the corresponding entry in the firing rate modification table.
ΔG=R −R (3) ΔG = R 2 -R 1 (3 )

次に、段階146において、パルス発生器の発火率が、式 G =G n−1 +ΔG (4) Next, at step 146, the pulse generator firing rate, wherein G n = G n-1 + ΔG (4)
(ここで、G nは、そのn番目の調整後のパルス発生器110の最新の発火率を表し、そしてG n-1は、その前の繰り返しにおいて決定される発火率である)に従い修正される。 (Wherein, G n represents the most recent firing rate of the pulse generator 110 after the n-th adjustment, and G n-1 is the previous is repeated firing rate which is determined in the) is modified in accordance that. 適切な制限が、特定の患者にとって適切であるように、発火率が所定の安全範囲を破ることのないようにパルス発生器110にプログラムされる。 Suitable limits, as appropriate for a particular patient, firing rate is programmed into the pulse generator 110 so as not to break the predetermined safety range. パルス発生器の発火率はまた、II型圧受容器の生理学的範囲内に拘束される。 Firing rate of the pulse generator is also constrained within the physiological range of type II baroreceptors. 脳幹の心臓血管中枢に到達するシグナルは、このように、患者の内因性のII型圧受容器インパルスと、インプラント型装置100によって供給される外因性の成分との時間的加重であると考えられ得る。 Signal to reach the cardiovascular center of the brain stem, thus, it is considered a temporal summation of type II baroreceptors Impulse endogenous patients with exogenous component supplied by the implantable device 100 . 注目すべきは、I型圧受容器線維に沿ったスパイク活性も人工的に印加されるパルスによって影響を受けるが、この作用が、I型圧受容器線維の典型的なスパイク率が印加されるパルスのスパイク率よりも概して約一桁大きいので、概して非常に小さいことである。 Notably, although affected by the pulses also spike activity along the I-type baroreceptor fibers are artificially applied, this effect, the pulses typical spike rate of type I baroreceptor fibers is applied since generally about an order of magnitude greater than the spike rate is generally very small. 更に、人工的に印加されるパルスは典型的に、I型圧受容器線維が概して沈黙しているとき(すなわち、収縮期)に印加されるので、患者の収縮期の血圧の進行中の推定は、当該装置の動作によって大きく影響されない。 Furthermore, the pulses typically being artificially applied, when the type I baroreceptor fibers is silent generally (i.e., systolic) because it is applied to, the estimation of the progress of the blood pressure of a patient's systolic It is not significantly affected by the operation of the device.

制御が決定段階148に進み、ここで、試験が、インプラント型装置100の再較正が必要であるか否かの決定が行われる。 Control proceeds to decision step 148, where the test, determination of whether it is necessary to re-calibrate the implantable device 100 is performed. 再較正のための典型的な基準は、既定の時間間隔の満了である。 Typical criteria for recalibration is expiration of a predetermined time interval. しかしながら、他の基準も使用されることがあり、例えば調整ΔGがインプラント型装置100内の不安定性を示し得る場合、又はそれが患者の医学的状態の変化を示し得る場合である。 However, it may also be used other reference, for example, when the adjustment ΔG may exhibit instability implantable device 100, or it is the case that may indicate a change in the medical condition of the patient. いずれかの事象が再較正の必要性を示し得る。 Any event may indicate the need for recalibration. いずれの場合であっても、全ての生物の絶えず変化する性質により、周期的な再較正が典型的に望ましい。 In any case, the nature of constantly changing in all organisms, periodic recalibration is typically desirable. このように、例えば、患者の高血圧があまり深刻でなくなった場合、頚動脈洞の血管壁のコンプライアンスは向上することがあり、そしてその結果、圧受容器の機械電気的伝達特性が変化を受けることがある。 Thus, for example, if the patient's blood pressure is no longer less severe, compliance of the vessel wall carotid sinus may improve, and as a result, the mechanical electrical transfer characteristics of baroreceptor undergoes a change .

決定段階148での決定がネガティブである場合、制御は段階136に戻り、そして別の繰り返しが始まる。 If the determination at decision step 148 is negative, control returns to step 136, and another iteration begins.

決定段階148での決定がポジティブである場合、制御は段階150に進む。 If the determination at decision step 148 is positive, control proceeds to step 150. インプラント型装置100が続いて上述のように再較正される。 Implantable device 100 is subsequently recalibrated as described above. 制御が続いて段階136に戻る。 Control is followed by the return to the stage 136. 図10に示した方法の態様によっては、心臓周期の異なる部分の間パルス発生器110の発火率を調整するのに十分な頻度で繰り返しが起こる。 In some embodiments of the method shown in FIG. 10, repetition occurs often enough to adjust the firing rate between the pulse generator 110 of the different parts of the cardiac cycle.

このように、本明細書に記載した技術及び装置を用いると、患者を処置し、又は診断するための装置が、以下の1又は複数を実行し得ることがわかる: Thus, using the techniques and apparatus described herein, to treat patients, or diagnosis device for it is seen to be able to perform the following one or more of:
(a)圧受容器神経シグナルを基にした拡張期及び/又は収縮期の血圧の推定、及びそれに応答する刺激パラメーターの設定。 (A) diastolic based on a baroreceptor nerve signals and / or estimation of the systolic blood pressure, and set the stimulus parameters responsive thereto. 例えば、頚動脈洞神経の刺激のレート及びタイミングは、既定の血圧を基に設定されうる。 For example, the rate and timing of the carotid sinus nerve stimulation may be set based on the default pressure.
(b)II型圧受容器の放電を基にした拡張期の血圧の推定。 (B) II type baroreceptor discharge estimate of diastolic blood pressure that is based on the.
(c)I型圧受容器の放電を基にした収縮期の血圧の推定。 (C) blood pressure estimation of systolic where the discharge based on type I baroreceptors.
(d)I型及び/又はII型放電を基にした心臓周期における1又は複数の位相の同定、及びそれに応じた刺激。 (D) I-type and / or type II discharge identification of one or more phases in the cardiac cycle based on, and stimulation accordingly.
(e)I型及び/又はII型圧受容器活性の測定値の較正のための一時的な外部の血圧測定値の入力としての利用。 (E) use as input a temporary external blood pressure measurements for calibrating the measurement values ​​of type I and / or II baroreceptor activity.

好ましくは、これらのそれぞれが実質的にインプラントされる機械的な血圧感知器無しに(例えばインプラントされる圧電性の又はキャパシターベースの血圧感知器を用いることなく)達成される。 Preferably, (without using, for example, piezoelectric or capacitor-based pressure sensor that is implanted) each of which is substantially mechanical pressure sensors without the being implanted is achieved. その代わりに、好ましくは比較的まれに、例えば12時間未満ごとに、又は更に好ましくは一日に一回又は一週に一回未満実施される。 Instead, preferably relatively infrequently, for example every less than 12 hours, or more preferably carried out below once per once or week day. 更に、当該感知及び刺激機能は、好ましくは、必ずしも必要ではないが、共通の電極を用いて少なくとも部分的に実施される。 Further, the sensing and stimulating function, preferably, but not necessarily, be at least partially implemented using a common electrode.

好ましい態様において、本明細書に記載の拡張期及び/又は収縮期の血圧をモニタリングするための方法及び装置は、典型的には必ずしも必要ではないが、抗圧薬を送達する薬物送達装置と連動して動作するよう配置される。 In a preferred embodiment, a method and apparatus for monitoring the blood pressure of the diastolic and / or systolic described herein, typically but not necessarily for, in conjunction with a drug delivery device for delivering an anti antihypertensive It is arranged to operate. 有利なことに、このことは、典型的に抗圧薬の頻繁の摂取に伴う以下の1又は複数の問題を克服する: Advantageously, this is typically overcome one or more of the following problems associated with frequent intake of anti antihypertensive:
(a)患者のノンコンプライアンス:抗圧薬の処方計画は、患者に依存する要因によってしばしば中断される。 (A) patient noncompliance: regimen of anti antihypertensive is often interrupted by factors that depend on the patient. 例えば、患者は往々にして出かけるときに錠剤を持っていくのを忘れ、彼等は一服飲むのを忘れると、二回目に不所望な量を摂取し、あるいは彼等は気分が優れ、そして特定の量を摂取する必要がないと感じる。 For example, the patient may forget to take a tablet when you go out in the often, and they forget to drink potions, taking the unwanted amount a second time, or they feel good, and specific I feel that there is no need to take the amount of. 薬物送達装置、例えば当業界で知られているものであって、本明細書に記載の技術を実施する血圧測定装置を有する、閉じたループ内で動作するものは、患者のノンコンプライアンスに関連するこれらの実質的な困難性を回避する。 Drug delivery devices, there is known for example in the art, having a blood pressure measurement apparatus implementing the techniques described herein, those that operate in a closed loop, associated with patient noncompliance to avoid these substantial difficulties.

(b)投与量のミスマッチ:神経学的要因、体液性の要因、及び他の要因は、患者の基底の血圧を決定し、そしてこれらのいずれかが日数が経つにつれて変化して、患者の現実の心臓血管の状態と抗圧薬の投与量との間にミスマッチをもたらすことがある。 (B) the dose of mismatch: neurological factors, humoral factors, and other factors, determines a blood pressure of the patient's basal and any of these is changed as the number of days passed, the patient reality it may result in mismatches between the dosage of the cardiovascular state and anti antihypertensive. 本明細書に記載の技術を用いて測定される血圧の値に基づいた当該薬の送達を制御する統合装置は、この問題を克服する(例えば、経過時間、12時間、24時間、48時間等からの値に基づく)。 Integrated device for controlling the delivery of the drug based on the values ​​of the blood pressure measured using the techniques described herein overcome this problem (e.g., elapsed time, 12 hours, 24 hours, 48 ​​hours, etc. based on the value of the from).

当業者には、本発明が、本明細書の上文に特に示し、且つ説明したものに限定されないことを理解するであろう。 Those skilled in the art, the present invention is particularly shown hereinbefore herein, it would understand that the invention is not limited to those and described. むしろ、本発明の範囲は、本明細書の上文に記載の様々な特徴のコンビネーションとサブコンビネーションの両方、並びに前述の記載を読むことで当業者が思いつくであろう従来技術にないそれらの変更及び改良を含む。 Rather, the scope of the present invention, those changes do not both of the various features of combinations and subcombinations, as well as the likely will the prior art that occur to those skilled in the art by reading the foregoing description described herein above and an improvement.

図1A及び1Bは、圧受容器活性対頚動脈洞圧のプロットであり、図1Bは、本発明の好ましい態様に従うシグナル印加のレベルを示す。 1A and 1B is a plot of the baroreceptor activity versus carotid sinus pressure, Figure 1B shows the level of signal applied according to a preferred embodiment of the present invention. 図2は、本発明の好ましい態様に従う血圧制御のための配置のブロック図である。 Figure 2 is a block diagram of an arrangement for blood pressure control in accordance with a preferred embodiment of the present invention. 図3は、図2に示した配置の側面を例示する解剖図である。 Figure 3 is a anatomical drawing illustrating the side surface of the arrangement shown in FIG. 図4は、図2に示した配置を更に詳細に例示する略図である。 Figure 4 is a schematic diagram further illustrating in detail the arrangement shown in FIG. 図5は、本発明の好ましい態様に従う、血圧を制御するための配置の動作方法を例示するフローチャートである。 5, according to a preferred embodiment of the present invention, is a flow chart illustrating a method of operation of the arrangement for controlling blood pressure. 図6は、本発明の別の態様に従う、血圧を制御するための配置の略図である。 6, according to another aspect of the present invention, is a schematic representation of an arrangement for controlling blood pressure. 図7は、図6に示した態様のインプラント型装置の詳細なブロック図である。 Figure 7 is a detailed block diagram of the implantable device of the embodiment shown in FIG. 図8は、図6に示した態様の外部制御装置のブロック図である。 Figure 8 is a block diagram of the external control device of the embodiment shown in FIG. 図9は、生理学的状態及び高血圧状態の頚動脈洞圧に対するII型圧受容器活性のプロットを例示する。 Figure 9 illustrates a plot of type II baroreceptor activity against physiological condition and hypertensive status carotid sinus pressure. 図10は、図6に示した血圧制御のための配置の動作方法を例示するフローチャートである。 Figure 10 is a flow chart illustrating a method of operation of the arrangement for blood pressure control shown in FIG.

Claims (30)

  1. 生体内の心臓血管機能を制御するための神経刺激のためのシステムであって、 A system for nerve stimulation for controlling cardiovascular function in vivo,
    可変の出力レートでパルス電気シグナルを生成するためのパルス発生器を含んで成り、前記パルス発生器が、 Comprises a pulse generator for generating a pulse electrical signal with variable output rate, the pulse generator,
    神経刺激電極; Nerve stimulation electrode;
    前記パルス電気シグナルを前記神経刺激電極に対して伝導するための第一導線;及び外部制御シグナルを受け取るための第一通信インターフェース、を含んで成り、前記出力レートが前記制御シグナルに応答し; The first conductor for conducting the electrical pulse signals to the neural stimulation electrodes; comprises a first communication interface, for receiving and external control signals, wherein the output rate is responsive to said control signal;
    前記出力レートが圧受容器活性の範囲内にある、システム。 The output rate is within the range of baroreceptor activity, system.
  2. 前記圧受容器がII型圧受容器である、請求項1に記載のシステム。 The baroreceptors is type II baroreceptors system of claim 1.
  3. 前記圧受容器がI型圧受容器である、請求項1に記載のシステム。 The baroreceptors are type I baroreceptors, according to claim 1 system.
  4. 前記神経刺激電極が神経に取り付けられるように適合され、そして前記神経が求心性圧受容器インパルスを運ぶ、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシステム。 The neural stimulation electrodes are adapted to be attached to the nerve and the nerve carries afferent baroreceptor impulse system according to any one of claims 1 to 3,.
  5. 前記神経が舌咽神経の動脈洞神経分枝である、請求項4に記載のシステム。 The nerve is an artery sinus nerve branches of the glossopharyngeal nerve system of claim 4.
  6. 前記範囲が5パルス/秒〜15パルス/秒である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシステム。 The range is 5 pulses / sec to 15 pulses / sec, the system according to any one of claims 1 to 3.
  7. 前記制御シグナルを発生させるための外部制御装置を更に含んで成る、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシステム。 Further comprising A system according to claim 1, an external control device for generating the control signals.
  8. 前記外部制御装置が、ワイヤレスリンクを経由して、前記パルス発生器の前記第一通信インターフェースに対して前記制御シグナルを伝達するための第二通信インターフェースを含んで成る、請求項7に記載のシステム。 The external control device via a wireless link, comprising a second communication interface for transmitting the control signal to the first communication interface of the pulse generator system of claim 7, .
  9. 前記外部制御装置が、心臓血管パラメーターを受け取るためのマン・マシンインターフェースを含んで成る、請求項7に記載のシステム。 The external control device comprises a man-machine interface for receiving cardiovascular parameters The system of claim 7.
  10. 前記心臓血管パラメーターが血圧である、請求項9に記載のシステム。 Wherein the cardiovascular parameter is blood pressure, according to claim 9 system.
  11. 前記血圧が静的な血圧である、請求項10に記載のシステム。 The blood pressure is a static pressure system of claim 10.
  12. 前記心臓血管パラメーターが前記制御シグナルで伝達される、請求項9に記載のシステム。 The cardiovascular parameters are transmitted by the control signal, the system according to claim 9.
  13. 前記心臓血管パラメーターに応答して、前記出力レートに対して行われるべき調整が、前記制御シグナルで伝達される、請求項9に記載のシステム。 The cardiovascular parameters in response to adjustments to be made to the output rate is transmitted by said control signal, The system of claim 9.
  14. サンプリング電極; Sampling electrode;
    前記サンプリング電極由来の感覚(sensory)電気シグナルを前記パルス発生器に伝導するための第二導線、 The second conductor for conducting sensory (sensory) electrical signal from the sampling electrode to said pulse generator,
    を更に含んで成り、前記出力レートが前記感覚電気シグナルに対して応答する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシステム。 Further comprising become, the output rate is responsive to the sense electrical signals, the system according to any one of claims 1 to 3.
  15. II型圧受容器の活性を表す前記感覚電気シグナルの情報を同定するために、前記パルス発生器内に識別回路を更に含んで成る、請求項14に記載のシステム。 To identify the sense of electric signal information representative of the type II baroreceptor activity, further comprising comprising at the identification circuit to the pulse generator within the system of claim 14.
  16. 前記出力レートが前記情報に応答する、請求項15に記載のシステム。 The output rate is responsive to the information system of claim 15.
  17. 前記神経刺激電極及び前記サンプリング電極が神経に取り付けられるように適合され、そして前記神経が圧受容器インパルスを運ぶ、請求項14に記載のシステム。 The neural stimulation electrodes and the sampling electrode is adapted to be attached to the nerve, and the nerve carries baroreceptors impulses, according to claim 14 systems.
  18. 前記神経が舌咽神経の頚動脈洞神経分枝である、請求項17に記載のシステム。 The nerve is carotid sinus nerve branches of the glossopharyngeal nerve system of claim 17,.
  19. 前記神経刺激電極及び前記サンプリング電極が異なる神経に取り付けられるように適合される、請求項17に記載のシステム。 The neural stimulation electrodes and the sampling electrode is adapted to be attached to different neural system of claim 17,.
  20. 前記感覚電気シグナルが前記圧受容器の出力の代表である、請求項14に記載のシステム。 The sense electrical signals are representative of the output of the baroreceptor system of claim 14,.
  21. 前記制御シグナルを発生させるための外部制御装置を更に含んで成る、請求項14に記載のシステム。 Further comprising The system of claim 14 an external control device for generating the control signals.
  22. 前記外部制御装置が、ワイヤレスリンクを経由して、前記パルス発生器の前記第一インターフェースに対して前記制御シグナルを伝達するための第二通信インターフェースを含んで成る、請求項21に記載のシステム。 The external control device via a wireless link, comprising a second communication interface for transmitting the control signal to the first interface of the pulse generator of claim 21 system.
  23. 前記外部制御装置が、較正又は動作情報を受け取るためのマン・マシンインターフェースを含んで成る、請求項21に記載のシステム。 The external control device comprises a man-machine interface for receiving a calibration or operation information system of claim 21.
  24. 生体内の心臓血管機能を制御するための方法であって: A method for controlling the cardiovascular function in vivo:
    II型圧受容器の活性の範囲内にある刺激レートで圧受容器インパルスを運ぶ神経に対し、拍動性シグナルを伝導する段階; To nerves that carry baroreceptor impulse stimulation rate which is within the range of type II baroreceptor activity, the step of conducting a pulsatile signal;
    前記体内で心臓血管パラメーターの値を測定する段階;及び前記値に応答して前記刺激レートを調整する段階、 Step of adjusting the stimulation rate in response to and the value; step for measuring the values ​​of cardiovascular parameters in the body
    を含んで成る方法。 Method comprising.
  25. 前記心臓血管パラメーターが血圧である、請求項24に記載の方法。 Wherein the cardiovascular parameter is blood pressure, The method of claim 24.
  26. 前記血圧が拡張期の血圧である、請求項25に記載のシステム。 The blood pressure is a diastolic blood pressure, the system according to claim 25.
  27. 前記心臓血管パラメーターがII型の圧受容器出力シグナルである、請求項24に記載の方法。 The cardiovascular parameters are baroreceptors output signal of type II A method according to claim 24.
  28. 前記値が、前記II型圧受容器出力シグナルのレートであり、且つ前記刺激レートが前記値と補正値の合計である、請求項27に記載の方法。 The value is a rate of the type II baroreceptors output signal, and the stimulation rate is the sum of the value and the correction value, The method of claim 27.
  29. 前記神経が舌咽神経の頚動脈洞神経分枝である、請求項24に記載の方法。 The nerve is carotid sinus nerve branches of the glossopharyngeal nerve The method of claim 24.
  30. 前記刺激レートが15パルス/秒未満である、請求項24に記載の方法。 The stimulus rate is less than 15 pulses / sec The method of claim 24.
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